优化大型异步电机端部绕组的电磁力研究与应用

本文研究的是"大型异步电机定子端部绕组电磁力的研究"，发表于2013年10月的《电机与控制》期刊。针对大型异步电机定子端部绕组因受电磁力作用而易发生故障的问题，作者提出了一种创新的方法，即通过调整端部绕组的锥度角来提升其力学性能。论文首先利用Maxwell方程和分离变量法，推导出端部绕组磁场的精确表达式，这种方法允许深入理解绕组内部的电磁场分布。 接着，作者采用时步有限元方法建立起端部绕组的数学模型，通过这种数值模拟技术，细致地分析了绕组端部磁场的详细分布特性。这一步骤对于理解和预测电磁力的行为至关重要，因为它直接影响到电机的运行稳定性和效率。 进一步，论文结合洛伦兹法则，通过局部坐标变换，得到了端部绕组斜线段电磁力的计算公式。这个公式是研究者们为了量化电磁力影响的关键工具，它使研究人员能够定量评估不同锥度角对电磁力的影响。 作者利用数值分析方法对这一公式进行了仿真分析，并通过具体的算例对比研究，探讨了在不同锥度角下端部绕组的电磁力分布。研究结果清晰地显示出，通过调整锥度角，可以有效地改善端部绕组的力学性能，从而延长电机的使用寿命，这对于干式潜水电机定子端部绕组的优化设计具有实际的工程意义。 关键词包括"潜水电机"、"有限元方法"、"锥度角"、"端部绕组磁密"以及"电磁力密度"，这些都直接反映了论文的核心研究内容和技术路线。这篇论文为大型异步电机的端部绕组设计提供了科学的理论依据，有助于提高电机的可靠性和耐久性。